引言

　　GaN/InGaN 多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管作為新一代的發(fā)光器件，具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命、多色彩、體積小等眾多優(yōu)點(diǎn)。有著十分廣泛的應(yīng)用前景，如固態(tài)照明，交通燈，全色顯示等。目前，盡管大功率高亮度的LED已經(jīng)開始商業(yè)生產(chǎn)，但制備大電流下高效率的LED仍然存在困難。LED的發(fā)光效率普遍隨注入電流增加而顯著下降，即LED 的efficiency droop問題。認(rèn)為可能的物理機(jī)制有：有源區(qū)的缺陷，俄歇復(fù)合，量子阱中的載流子泄漏，量子阱中的極化電場等，但其物理本質(zhì)仍在爭論中。

　　GaN/InGaN 多量子阱LED的發(fā)光特性受到極化電場引起的量子斯托克效應(yīng)，In組分不均勻引起的載流子局域化效應(yīng)、缺陷提供的非輻射復(fù)合中心等影響，光譜特性的分析可以幫助分析LED出現(xiàn)efficiency droop的原因。

　　藍(lán)寶石襯底上刻蝕圖形，再生長LED的技術(shù)開始被廣泛采用，被認(rèn)為能有效減少線位錯密度，改善晶體質(zhì)量(增加散射、提高出光效率，從而能有效的提高發(fā)光效率。由于LED的發(fā)光效率本質(zhì)上與光譜特性有密切聯(lián)系，對LED進(jìn)行電致發(fā)光譜和光致發(fā)光譜分析應(yīng)是一種有效的研究手段。分析其中的峰值波長，半峰寬等參數(shù)能有效的反映LED[的晶體質(zhì)量，量子阱中載流子濃度及量子阱中極化電場等情況。因此，對圖形化藍(lán)寶石發(fā)光二極管進(jìn)行光譜特性研究，有利于進(jìn)一步了解LED出現(xiàn)efficiency droop的內(nèi)在機(jī)制。

　　將圖形化藍(lán)寶石襯底和常規(guī)平面藍(lán)寶石襯底上的GaN/InGaN 多量子阱發(fā)光二極管進(jìn)行對比，分析了光譜中半峰寬和峰值波長的變化，討論了GaN/InGaN 多量子阱結(jié)構(gòu)中極化電場的影響，結(jié)果用于說明efficiency droop與極化電場的關(guān)系，為提高大功率GaN/InGaN 效率提供基礎(chǔ)。

　　實(shí)驗(yàn)

　　樣品為采用金屬有機(jī)化學(xué)沉積方法生長在面藍(lán)寶石襯底上多量子阱藍(lán)光LED只是襯底分別為圖形化藍(lán)寶石襯底和平面藍(lán)寶石襯底。PSSLEDs上的圖形為三棱錐圖形，由濕法修飾干法刻蝕的圖形而成，如圖1所示。三棱錐的高和底邊分別為0.35和2.3μm占空比為21%另外，PSSLEDs的基本結(jié)構(gòu)都依次為低溫的GaN緩沖層，2μm的n-GaN層，5周期的InGaN/GaN的多量子阱有源區(qū)，200nm的p-GaN層。然后采用光刻和等離子XZK刻蝕等工藝對LED的外延片進(jìn)行加工，使之成為尺寸為300μm*300μm大小的LED芯片，電極由沉積在p-GaN和n-GaN表面的Cr/Pt/Au組成。最后用抗紫外的環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝。